SLAM,英文是Simultaneous Localization and Mapping,意思是即時定位與建圖。通俗理解,SLAM的主要功能就是讓機器人一邊計算自身位置,一邊構(gòu)建環(huán)境地圖,這兩個過程相輔相成。可以說,SLAM技術(shù)是機器人后續(xù)自主行動和實現(xiàn)交互的基礎,SLAM也被認為是實現(xiàn)自動駕駛和全自主移動機器人的關(guān)鍵技術(shù)。
SLAM要實現(xiàn)定位和建圖,第一步就是采集數(shù)據(jù)。而采集數(shù)據(jù)的關(guān)鍵是傳感器。根據(jù)目前主流的應用,傳感器主要是激光雷達和攝像頭兩大類,根據(jù)傳感器選擇不同,基于激光雷達和視覺的SLAM技術(shù)分別稱為激光SLAM和視覺VSLAM。
而激光SLAM又因為傳感器應用有單線(2D)和多線(3D)激光雷達兩種,所以,激光SLAM又有2D SLAM和3D SLAM之分。2D SLAM用單線激光雷達探測二維平面環(huán)境信息,在一個平面數(shù)據(jù)上進行定位,二維成像沒有高度信息。3D SLAM用多線激光雷達獲取環(huán)境三維數(shù)據(jù),通過三維數(shù)據(jù)的特征點匹配進行定位,三維動態(tài)成像可以知道物體形狀大小,環(huán)境信息還原度高。
無論是激光2D SLAM、激光3D SLAM還是VSLAM,他們都是建圖定位技術(shù)。激光雷達3D SLAM就是基于多線激光雷達探測的建圖定位技術(shù)。
從技術(shù)成熟度看。早在2005年,激光SLAM已經(jīng)被研究比較透徹,是最為成熟的定位導航方案。而激光雷達3D SLAM技術(shù)近年來迅猛發(fā)展,愈來愈成為未來的發(fā)展趨勢。VSLAM目前由于受限于計算復雜度及光線對視覺干擾等問題,工程應用案例不多。
從適用環(huán)境看。2D SLAM無法適用動態(tài)場景變化大的室內(nèi)場景,更無法應用到復雜的室外環(huán)境,VSLAM對光的依賴程度高,在暗處無法適用,激光雷達3D SLAM則室內(nèi)外通用,且不受光線環(huán)境影響。
綜上可知,激光雷達3D SLAM技術(shù)具備測量精度高、環(huán)境適應能力強、部署便捷等優(yōu)勢。
隨著國產(chǎn)多線激光雷達的量產(chǎn)和性能提升,3D激光雷達逐漸走向低成本、低功耗和高可靠性的應用,基于3D激光雷達的SLAM算法得到了迅猛的發(fā)展。近幾年多線激光雷達3D SLAM自然導航定位技術(shù)在無人駕駛、機器人等智能設備上大量落地應用,直接驗證了激光雷達3D SLAM技術(shù)的可靠性。
多線激光雷達3D SLAM自然導航定位技術(shù),完美解決了反光板、二維碼、2D SLAM等傳統(tǒng)導航方案的:場外不能使用、場景應用局限大,成本投入高以及部署繁雜、易爛尾等三大痛點,正在成為全球SLAM技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。